2.1 共价键模型学案

skybamboo · 发表于 5 小时前

第二章微粒间相互作用与物质性质
第1节　共价键模型

1.通过氢分子的形成过程认识共价键的形成和实质，了解共价键的特征。
2.通过以HCl、H2O、N2为例描述共价键的形成过程，了解共价键的主要类型——o键和π键，并能利用电负性判断共价键的极性。
3.通过对结构十分相似而稳定性却大不相同的典型分子的分析，掌握利用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质的思路与方法。

共价键的形成和分类、σ健、π健含义、键参数及其对分子性质的影响

（1）化学键：。
（2）离子键：。
共价键：。
（3）离子化合物：。
共价化合物：。

共价键的形成与特征

【思考】原子间通过共用电子形成的化学键为共价键，根据原子结构的量子力学理论，思考氢原子是如何形成氢分子中的共价键的？

1.共价键的形成
定义：。
本质：电子在两个原子核之间出现的概率，使它们同时受到两个原子核的吸引，从而导致体系能量。
形成条件：相同或差值小的元素原子之间形成的化学键为共价键。
表示方法：用表示由一对共用电子所形成的共价键；用表示原子间共用两对电子所形成的共价键；用表示原子间共用三对电子所形成的共价键。
【思考】为什么不同原子之间形成共价键的数目不相同，不同原子形成分子时相互结合的数量也不相同？
2.共价键的特征
饱和性：每个原子所能形成共价键的或以共价键连接的是一定的。共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的关系。
方向性：在形成共价键时，原子轨道重叠，电子在核间出现的概率，所形成的共价键越。因此，共价键将尽可能沿着电子的方向形成，这就是共价键的方向性。共价键的方向性决定着分子的。
二．共价键的类型
【交流研讨】通过“人工固氮”将空气中的氮气转化为含氮化合物用于生产化肥或其他化工产品是人类突破的重要课题。解决这个课题的难点在于氮分子中的共价三键使构成氮分子的两个氮原子紧紧地结合在一起，由此氮气的性质非常稳定。请从轨道重叠的角度解释氮分子中的共价三键是如何形成的。
1.σ健与π健
σ健：原子轨道以“”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。
π健：原子轨道以“”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。
【迁移应用】氮分子中含有个σ健；个π健。HCl、Cl2、H2中的共价键都是键，它们是如何形成的？
【思考】如何判断共价键是 σ键，还是π 键？
总结：共价单键是键；共价双键中有一个键，另一个是键；共价三键由一个键和两个键组成。两个s轨道只能形成键，两个原子形成共价键时，其原子轨道尽可能达到最大重叠程度，故两个原子形成共价键时先形成键，然后才能形成键。所以两个原子间可以只形成键，但不能只形成键，即多原子分子中一定有键，可能有键。σ键原子轨道重叠程度较大，电子在核间出现的概率较大，强度较大，不容易断裂；π键原子轨道重叠程度较小，电子在核间出现的概率较小，强度较小，容易断裂。
2.极性键和非极性键

共价键	极性键	非极性键
形成元素	元素	元素
共用电子的偏移	共用电子偏向电负性的原子	成键原子电负性相同，共用电子
原子电性	电负性的原子显负电性，另一原子显正电性	两原子均电性

【思考】如何判断共价键是极性键还是非极性键，如何判断极性键的强弱？
规律：原子之间通常形成非极性键；原子之间通常形成极性共价键，且原子电负性差值越大，形成的共价键的极性就。
【迁移应用】下列物质中，只有极性键的是________，只有非极性键的是_______，既含有极性键，又含有非极性键的是_______(填序号)。
①H2　②HCl　③NH3　④H2O2　⑤CO2　⑥CCl4　⑦C2H6
【归纳总结】共价键的分类

分类标准	类　型
共用电子对数
共用电子对是否偏移
原子轨道重叠方式

三．键参数
1.键长
定义：。
作用：两原子间的键长愈短，化学键，键愈。键长是影响分子的因素之一。
2.键角
定义：。
作用：键角是是影响分子的重要因素。
3.键能
定义：。
作用：键能的大小可以定量地表示化学键的。键能愈大，共价键愈，含有该键的分子愈。
【归纳总结】键参数中决定分子稳定性的是和；决定分子空间结构的是和。
【迁移应用】用“＞”或“＜”填空。
(1)比较键能大小：
①C—H____N—H____H—O；②H—F____H—Cl。
(2)比较键长大小：
①C—H____N—H____H—O；②H—F____H—Cl。
(3)比较键角大小：
①CO2____NH3；②H2O____NH3。
【课堂小结】

1．下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是(　)
A．H2　　　B．HCl C．Cl2 D．N2
2．对σ键的认识不正确的是(　　)
A．σ键不属于共价键，是另一种化学键
B．ss σ键与sp σ键的对称性相同
C．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键
D．含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同
3．下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是(　　)
①HCl　②H2O　③N2　④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2
A．①②③　　　B．③④⑤⑥ C．①③⑥ D．③⑤⑥
4．下列说法中正确的是(　　)
A．双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定
B．双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定
C．双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定
D．在双键中，σ键的键能要小于π键
5．根据下表中所列的键能数据，判断下列分子中最不稳定的是(　　)

化学键	H—H	H—Cl	H—Br	Br—Br
键能/(kJ·mol－1)	436.0	431.8	366	193.7

A.HCl B．HBr C．H2 D．Br2
6．下列说法正确的是(　　)
A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性
B．H3O＋离子的存在，说明共价键不应有饱和性
C．所有共价键都有方向性
D．两个原子之间形成共价键时，可形成多个σ键
7．下列有关σ键的说法错误的是(　　)
A．如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，即形成ss σ键
B．s电子与p电子形成sp σ键
C．p电子与p电子不能形成σ键
D．HCl分子里含一个sp σ键
8．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是(　　)
A．键角是描述分子空间结构的重要参数
B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
C．水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°
D．H—O键的键能为463 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ
9．下列说法不正确的是(　　)
A．一般σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C．水分子中含有π键
D．N2分子中有一个σ键，2个π键
9．(1)如图，写出下列价键的名称，并各举一例说明含有这种价键类型的物质。

	①	②	③	④	⑤
化学键类型
举例

(2)某有机物的结构式：
则分子中有________个σ键，________个π键。
检测反馈
1．【答案】B【解析】H2中的σ键是ss σ键，Cl2、N2中的σ键都是pp σ键。
2．【答案】A【解析】A项，σ键属于共价键；B项，ss σ键与sp σ键都属于σ键，对称性相同；D项，π键容易断裂，而σ键不易断裂，所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同。
3．【答案】D【解析】N2分子中有三个共价键：一个σ键，两个π键；C2H4中碳碳原子之间有两个共价键：一个σ键，一个π键；C2H2中碳碳原子之间有三个共价键：一个σ键，两个π键。
4．【答案】A【解析】在双原子分子中没有键角，C错误；当共价键键能越大、键长越短时，分子越稳定，A正确，B错误；一般σ键的重叠程度要大于π键，σ键的键能大于π键，D错误。
5．【答案】D【解析】键能越小，键长越长，共价键越不牢固，分子越不稳定。
6．【答案】A【解析】由于S原子最外层有6个电子，故最多与2个H原子结合，所以根据共价键饱和性，将H2S写为H3S不正确；共价键不一定都具有方向性，如H2分子中的H—H，因为H原子只有1s轨道，1s为球形对称，所以两个H原子成键时沿任何方向重叠形成的共价键都相同；两个原子形成共价键时只能形成一个σ键。
7．【答案】C【解析】s电子与s电子，s电子与p电子只能形成σ键，p电子与p电子“头碰头”形成σ键，“肩并肩”形成π键；HCl分子中的σ键是由H的s电子和Cl的p电子形成的sp σ键。
8．【答案】A【解析】H—O键、H—F键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，B项错误；水分子呈角形，键角为104.5°，C项错误；D项中H—O键的键能为463 kJ·mol－1，指的是断开1 mol H—O键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463 kJ,18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol H—O键，断开时需吸收2×463 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还需释放出一部分能量，故D项错误。
9．【答案】C【解析】水分子中含H—O键，只有σ键，无π键。
10．【答案】(1)

	①	②	③	④	⑤
化学键类型	ss σ键	sp σ键	pp σ键	pzpz π键	pypy π键
举例	H2	HCl	Cl2	N2	N2

(2)7　3
【解析】

(1)①②③中的原子轨道是“头碰头”重叠，属于σ键，④⑤中的原子轨道是“肩并肩”重叠，属于π键；(2)共价双键有一个σ键、一个π键，共价三键有一个σ键、两个π
键，故中有7个σ键，3个π键。

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[鲁科版] 2.1 共价键模型 学案

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